GB/T 5838.1-2015 荧光粉 第1部分：术语

ICS31.030

L90

中华人民共和国国家标准

/—

GBT5838.12015

代替/—

GBT58381986

:

荧光粉第部分术语

1

—:

PhoshorsPart1Terminolo

pgy

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

2015-05-15发布2016-01-01实施

中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局

发布

中国国家标准化管理委员会

/—

GBT5838.12015

目次

前言…………………………Ⅲ

1范围………………………1

2基本概念…………………1

3荧光粉材料………………10

4测试技术…………………19

5器件及应用………………30

索引…………………………37

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

Ⅰ

/—

GBT5838.12015

前言

/《》:

GBT5838荧光粉系列国家标准包括以下部分

———:;

第部分术语

1

———:;

第部分牌号

2

———:;

第部分性能试验方法

3

———:;

第4-1部分黑白显示管用荧光粉

———:;

第4-2部分指示管用荧光粉

———:;

第4-3部分示波管和显示管用荧光粉

———:;

第4-4部分彩色显像管用荧光粉

———:。

第4-5部分彩色显示管用荧光粉

本部分是/的第部分。

GBT58381

本部分按照/—给出的规则起草。

GBT1.12009

本部分代替/—《荧光粉名词术语》。

GBT58381986

本部分与/—相比主要变化如下:

GBT58381986

———,(,

将半宽度和谱线宽度两条术语合并成一条术语且都用优先术语表示见2.681986年版的

和);

1.671.66

———、(、、);

增加了激发波长发射主峰和相对亮度的术语和定义见2.602.642.74

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页)、()

———()、(用荧光粉发光二极管用

增加了冷阴极荧光灯CCFL用荧光粉等离子显示器PDPLED

、()、()、

荧光粉场发射显示器FED用荧光粉真空荧光显示器VFD用荧光粉温度特性的术语和

(、、、);

定义见3.7~3.93.223.273.71

———、、、、、(、

增加了粒度分布离散度比表面积pH值电导率流动性光谱反射率的术语和定义见4.52

、、);

4.534.56~4.584.63

———增加了冷阴极荧光灯()、等离子体显示器()、发光二极管()、场发射显示器

CCFLPDPLED

()、()();

FED真空荧光显示器VFD的术语和定义见5.50~5.54

———,(,);

修改了三基色灯用荧光粉并增加了铝酸钡镁铕锰荧光粉见表11986年版的表1

———(,);

修改了彩色灯用荧光粉见表21986年版的表2

———(,);

修改了黑光灯用荧光粉见表31986年版的表3

———、、、、、、

删除了电致发光测试盒电介质介电常数介质损耗二次电子发射二次电子发射系数电子

穿透深度的();

术语的定义见1986年版的3.101~3.107

———/—,、

按GBT20001.12001的要求将定义中出现的许用术语优先术语和符号调整到术语的位

,,;

置定义中的举例和说明用示例和注表示且删除了一些无关的叙述

———删除了所有荧光粉名称中的冒号。

。。

请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别这些专利的责任

Ⅲ

/—

GBT5838.12015

:

荧光粉第部分术语

1

1范围

/的本部分规定了荧光粉材料常用的名词术语和定义。

GBT5838

本部分适用于荧光粉常用名词术语的理解和使用。

2基本概念

2.1

发光radioluminescence

冷光coldluminescence

物体热辐射之外的一种辐射。

:。

注这种辐射的持续时间要超过光的振动周期

2.2

荧光fluorescence

-8

,。

激发停止后持续时间小于10s的发光

示例:

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

、。

蒸汽气体或液体在室温下的发光是典型的荧光

:,。

注有时不以发光的持续时间作为荧光的定义而是把分子的自发发射称为荧光

2.3

磷光hoshorescence

pp

-8

,。

激发停止后持续时间大于10s的发光

示例:

重金属激活的碱土金属发光物质的发光是典型的磷光。

:。。

注有时把晶体的复合发光称为磷光但现在对荧光和磷光已不作严格区别

2.4

光致发光hotoluminescence

p

、光。

用紫外可见或红外辐射激发发光材料而产生的发

示例:

日光灯的发光。

2.5

电致发光electroluminescence

在电场或电流作用下引起固体的发光。

::、,。

注目前常见的电致发光材料有三种形态结型薄膜和粉末其中粉末电致发光又有直流和交流之分

2.6

交流电致发光A.C.electroluminescence

由交流电场引起的发光。

:,,。

注它靠交变电场激发即使通过的传导电流很小仍可得到发光

1

/—

GBT5838.12015

2.7

直流电致发光D.C.electroluminescence

由直流电场和电流作用引起的发光。

:,,。

注它和交流电致发光不同要求有电流流过发光体颗粒否则不论电场有多强也不能得到发光

2.8

阴极射线致发光cathodoluminescence

固体受高速电子束轰击所引起的发光。

示例:

、、。

各种示波管显像管雷达指示管是典型的阴极射线致发光器件

2.9

X射线致发光X-raluminescence

y

由射线激发发光物质产生的发光。

X

2.10

放射线致发光radioactiveraluminescence

y

由放射性物质的射线激发发光物质产生的发光。

示例:

夜光表上的发光就是由钷(147)射线激发硫化锌铜产生的发光。

Pmβ

2.11

闪烁scintillation

(、)(-6)。

电离粒子或射线激发荧光体所引起的瞬时约10s以下闪光

αβγ

2.12

热释发光thermoluminescence国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

发光体的温度升高后贮存的能量以光的形式释放出来的现象。

注1:热释发光又可称为加热发光。

:。,

注2其发光强度与温度的关系叫热释发光曲线热释发光反映了固体中电子陷阱的深度和分布可以测量物体所

。,。

受辐射计量做成计量计可以鉴别文物的真伪和化石的年代

2.13

原子的状态和能级stateandenerlevelofatom

gy

(),

由原子核和围绕核运动的电子组成的原子或离子它们的总能量在一定范围内只能取一系列不

,。

连续的确定的分立值这些分立的能量值对应于不同的能量状态

2.14

能级图enerleveldiaram

gyg

,。

按微观粒子系统容许具有的能量大小由低到高按次序用一些线段表示出来的图形

:,。

注能级的数目是无限的通常只画出和所研究问题有关的能级

2.15

能级的简并deeneracofenerlevel

gygy

,,。

在某些情况下对应于某一能量微观系统可以有个不同状态的情况

En

:,。

注同一能级的不同状态数g称为该能级的简并度

2.16

能级的分裂slitofenerlevel

pgy

、,。

微观系统在电场磁场等的作用下原来简并的能级分裂成几个能级的现象

2.17

基态roundstate

g

、。

原子或分子以及由它们组成的系统所具有的许多特定的各不相同的能量状态中最低的能量状态

2

/—

GBT5838.12015

2.18

激发态excitationstate

微观系统的能量高于基态的一切状态的统称。

:。,,、

注系统由较低能态过渡到较高能态叫做激发在激发过程中系统需要从外界吸收能量如施加电场光照或加

。。

热等处于激发态的微观粒子均存在跃迁回基态的可能性

2.19

跃迁transition

系统由一个能量状态过渡到另一个能量状态。

2.20

跃迁几率transitionrobabilit

py

设某一能级上原有的粒子数为,,/

平均每单位时间内跃迁到另一能级的粒子数为则

NΔNΔNN

称为粒子由该能级到另一能级的跃迁几率。

2.21

允许跃迁allowtransition

满足选择定则的跃迁过程。

:,

注粒子在它的两个定态之间发生跃迁需要满足一定的条件这些条件通常用两个定态之间的两组量子数之差值

,。,。

来表示称为选择定则允许跃迁和禁戒跃迁只有相对的意义即只有跃迁几率的大小之别

2.22

禁戒跃迁on

forbiddentransiti

不满足选择定则的跃迁过程。

2.23国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

辐射跃迁radiationtransition

,。

粒子系统从较高的能量状态跃迁到较低的能量状态时以光的形式把能量发射出去的现象

2.24

无辐射跃迁nonradiativetransition

,。

粒子系统从较高的能量状态跃迁到较低的能量状态时能量不是以光的形式释放的现象

2.25

弛豫时间relaxationtime

。

物质系统由非平衡状态自发地趋于平衡状态的过程称为弛豫在发光中弛豫是指一个系统从较高

,,

的能量状态向较低能量状态的转变如激发电子与晶格相互作用而回到基态激发电子向低能态的跃迁

。。

等弛豫时间系指电子在较高能态的平均寿命

2.26

能级寿命lifetimeofenerlevel

gy

,/,。

电子停留在某个能态上的平均时间用表示为自发发射的跃迁几率

τ=1AA

2.27

能带enerband

gy

。(15),

描述晶体中电子能量状态的一个物理概念数量级极大10以上密集程度很高且可以看成是

连续的能级。

:,,

注晶体是由大量原子规则排列组成的在晶体中原子的外层电子运动已不再局限在该原子附近而是可以在整个

。。:,

晶体中运动这种情况称为电子运动的共有化其结果是个孤立原子有个相同的能级在晶体中变成

NN

。(15),,

个能量略有差别的不同等级因的数量级极大以上所以这些密集程度很高的能级基本上可以看

NN10

。。

成是连续的电子可以具有能带内的任何能量值

3

/—

GBT5838.12015

2.28

价带valenceband

最高的满带。

:,,,。

注晶体的能带图中最下面的几个能带基本上都是被电子所填满故称为满带

2.29

导带conductionband

(),,

金属的价带之上的最低能带有大量电子但没有占满所有的能带这些电子在电场作用下可以在

,。

晶体中运动引起电流的现象

:,,。

注半导体价带之上的最低能带有少量电子绝缘晶体的价带之上的能带基本上是空的这些能带也称为导带

2.30

禁带forbiddenband

,。

晶体中能带和能带之间的间隔这个间隔中的能量一般是电子不能具有的

:。

注禁带往往表示价带和最低导带之间的能量间隔

2.31

禁带宽度banda

gp

能隙enera

gygp

。。

用价带顶到导带底之间的能量差来表示它反映了使电子从价带激发到导带所需要的能量

2.32

杂质能级imuritenerlevel

pygy

固体中由杂质原子所形成的能级。

:,,

注因为杂质原子和周围晶格中的原子不同杂质能级中的电子或空穴只能局限在杂质原子附近不能转移到其他

,。国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

原子上去杂质能级一般处在禁带中

2.33

激发excitation

处于较低能态或束缚态中的粒子吸收能量后跃迁到较高能量状态的过程。

2.34

离化ionization

,。

将原子或分子轨道上的电子分离使原子或分子形成带电的粒子的过程

:、、、。

注加热光辐照施加电磁场带电离子轰击等都可以使原子或分子离化

1

:()()

注发光中心的离化一般理解为处于束缚态的电子空穴被激发到导带价带脱离发光中心的束缚成为自由载

2

流子。

2.35

发光中心luminescentcenter

,()。

在适当的激发条件下固体中发射光的原子离子或原子团按发光中心的性质可以分为分立中

心和复合中心。

2.36

分立发光中心discreteluminescentcenter

,,

如果发光过程从吸收开始到发射光子为止可以完全局限在一个中心内部进行这些中心彼此间是

,,()。

独立的各自起作用互不干扰不排除它们相互间的共振能量传递的

:,。

注分立中心在晶格中比较独立一般是受基质晶场微扰的激活剂离子本身

1

:,。

注分立中心发光是非光电导型发光一般发生在离子性较强的晶体中

2

2.37

复合发光中心recombinationluminescentcenter

,,

发光中心在激发时被离化当电子和被离化了的中心重新复合时发生的发光称为复合发光该中心

4

/—

GBT5838.12015

即为复合发光中心。

:,,

注复合发光中心包括激活剂及其周围的晶格激发和发射过程都有基质晶格参与发光光谱受晶格的能带结构影

。,。

响很大复合发光伴随着光电导的产生一般为共价性强的半导体的发光

2.38

色心colorcenter

,。

使透明晶体产生非该晶体所特有的新的吸收带的晶体的某些结构缺陷

:。,、

注如碱卤晶体中的色心就是一个负离子空位束缚一个电子产生色心的原因很多如化学成分偏离杂质的存

F

在以及紫外或射线的辐照等。

X

2.39

陷阱tra

p

晶体中的杂质或缺陷所形成的能级。

:,,,

注晶体中有些杂质原子或缺陷能够俘获电子或空穴它们与复合中心不同不能先后俘获两种不同的载流子因

。,

而不起复合中心的作用它俘获的电子或空穴可因热激励而释放出来再经过其他复合中心与空穴或电子

复合。

2.40

缺陷defect

。:

晶体中对完整周期性点阵或结构的任何偏离按缺陷的几何结构可分为

):、、;

a点缺陷晶格空位杂质原子填隙原子等

):;

b线缺陷位错等

):、、、;

c面缺陷晶粒间界孪晶间界层错表面等

):、。

d体缺陷空洞第二相夹杂物等

2.41

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

激活activation

(),

在发光材料的基质中加入某种杂质或使基质材料出现偏离化学剂量比的部分即生成结构缺陷

使原来不发光或发光很弱的材料产生发光的作用。

2.42

共激活co-activation

与激活剂共同加入基质中可与激活剂协同起到增强激活的作用。

2.43

自激活self-activation

,()

在不加激活剂的情况下因基质晶体中的结构缺陷空位或填隙而形成的发光中心称为自激活发

,。

光中心这种激活作用称为自激活

2.44

电荷补偿charecomensation

gp

,,,

激活剂掺入基质时如果发生不等价置换就会在晶体中形成带电中心因而需在晶体中再形成一

,,。

个带相反电荷的中心以保持晶体的电中性这种作用就是电荷补偿

2.45

斯托克斯定律’

Stokesslaw

发光物质的发光波长一般总是大于激发光波长。

:。

注激发能量与发射能量之差称为斯托克斯位移

2.46

反斯托克斯发光’

anti-Stokesluminescence

物质的发光波长小于激发波长的反常现象。

:。

示例上转换发光

5

/—

GBT5838.12015

2.47

敏化sensitization

,。

某些杂质中心能有效地吸收外界的激发能并传递给发光中心从而提高发光效率的过程

2.48

合作敏化co-oerationsensitization

p

合作敏化是几个离子的一种共同敏化作用。

,,,,

如图敏化剂离子和由激发态跃迁至基态时将所释放的能量同时传给激活剂离子使

1SSA

12

它跃迁到激发态的敏化过程。

图合作敏化发光示意图

1

2.49

猝灭uenchin国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

qg

,。

由于某些原因使发光材料发生非辐射跃迁从而降低了发光效率的现象

:,、。

注猝灭的原因可以各不相同常见的有温度猝灭浓度猝灭和杂质猝灭等

2.50

温度猝灭temeratureuenchin

pqg

由温度升高引起的发光效率下降的现象。

:,。

注这主要是由于温度升高使发光中心的激发能量以更多的晶格振动的形式消耗了从而造成了发光效率的下降

2.51

浓度猝灭concentrationuenchin

qg

由于激活剂浓度过大造成的发光效率下降的现象。

:,,,

注这主要是由于激活剂浓度达到一定值以后它们之间的相互作用增强了增大无辐射跃迁几率从而使发光效

率下降。

2.52

杂质猝灭imurituenchin

pyqg

由于某些杂质离子的作用使发光效率下降的现象。

2.53

猝灭剂uencher

q

导致发光效率下降的杂质离子。

:、、。灭作用一般认为是由于猝灭剂的能级间距很容易转化为

注铁钴镍是硫化锌型荧光粉的强猝灭剂这种猝

声子。

2.54

能量传递enertransfer

gy

某一激发中心将激发能的全部或部分转交给另一中心。

::、。

注能量传递的方式主要有辐射能量传递无辐射能量传递

6

/—

GBT5838.12015

2.55

能量输运enermiration

gyg

、,。

借助于载流子激子等的运动把能量从晶体的一部分带到另一部分

2.56

电荷迁移态;

charetransferstateCTS

g

,,

在激发过程中电子从一个离子转移到另一个离子上即从周围阴离子被激发到发光中心的阳离子

,。

上中心离子此时所处的能态

:,,,,

注CTS不能直接产生光发射只有当电子从CTS返回周围阴离子时将激发能交给发光中心发光中心被激发

这时才能产生发光跃迁。

2.57

位形坐标confiurationcoordinate

g

(、

描述发光离子和它周围的晶格离子所形成的系统的能量包括电子能量离子势能以及电子和离子

)。,

间的相互作用能和周围晶格离子位置之间的关系的图形纵坐标代表系统的能量横坐标代表周围离

“”,。,,。

子的位置称为位形这是个笼统的位置概念因为离子不止一个一般不能用一个坐标来描述如

,,,

图所示曲线代表系统基态能量代表系统激发态的能量曲线上的水平横线表示晶格振动

2AB

能级。

国家标准ㅤ可打印ㅤ无水印ㅤ高清原版ㅤ去除空白页

说明:

1———激发;

2———晶格弛豫;

3———发射;

4———晶格弛豫;

r———周围晶格离子在基态的平衡位置。

0

图位形坐标图

2

2.58

光谱项sectralterm

p

(),。

光谱学中用来表示原子或离子所处能量状态的符号通常表示为2S+1

LJ

其中:为总自旋量子数;

S

L为总轨道量子数;

J为总角动量量子数。

7

/—

GBT5838.12015

,,,,,……,,,,,,……。

对应为等值用表示

L012345SPDFGH

示例:

3+

,,:

三价镨离子Pr两个f电子自旋平行则

11

S=+=1